Interaktion von Deletionsmutanten von Staphylococcus aureus mit menschlichen Zellen (PDF)

Bachelorarbeit aus dem Jahr 2020 im Fachbereich Biologie - Mikrobiologie, Molekularbiologie, Note: 1.0, Technische Universität Carolo-Wilhelmina zu Braunschweig, Sprache: Deutsch, Abstract: Staphylococcus aureus ist ein gram-positiver, fakultativ anaerober Mikroorganismus. Er wird von rund einem Drittel der Weltbevölkerung getragen und bleibt beim gesunden Menschen zumeist symptomatisch unauffällig. Gelangt er in die Blutbahn, kann S. aureus aber aufgrund seines opportunistischen Charakters eine Reihe von schweren invasiven Krankheiten verursachen. Angefangen bei oberflächlichen Haut- und Weichgewebsinfektionen, kann das Bakterium bis hin zur Sepsis und zum toxischen Schocksyndrom führen. Behandlungsmöglichkeiten werden besonders durch die starke Zunahme auftretender Resistenzen gegenüber Antibiotika erschwert. Zahlreiche Studien haben in vitro das Auftreten von S. aureus als intrazelluläres Pathogen in professionellen und nicht-professionellen Phagozyten bestätigt und auch in vivo konnte mittlerweile die Persistenz von S. aureus in Wirtszellen als wichtiger Schritt der Etablierung einer chronischen Infektion im menschlichen Organismus durch das Bakterium bestätigt werden. S. aureus ist somit in hohem Maße fähig, der Immunabwehr zu entkommen. Aufgrund der Gesamtsituation machen auch namhafte Institutionen wie das Robert Koch-Institut und die World Health Organization auf die Dringlichkeit aufmerksam. Es gilt, neue Strategien zur Suche nach Wirkstoffen und zur Bekämpfung von Infektionen durch kommensale und persistente Bakterien wie S. aureus zu finden. Diesem Anspruch soll diese Studie mit einem praktischen Ansatz folgen. Die zunehmende Erkenntnis, dass diese Bakterien sich durch veränderte Expression von Genen der intrazellulären Umgebung des Wirts anpassen, fordert nun die Identifikation von solchen für die Etablierung der Infektion essentiellen Gene. Im Zuge dieser Arbeit wurden ausgewählte spezifische Deletionsmutanten aus der Nebraska Transposon Mutant Library auf ihr Wachstum und ihre Vitalität in einem Zellkulturinfektionsmodell mit menschlichen professionellen Phagozyten (differenzierte THP1-Zellen) sowie nicht-professionellen Phagozyten (A549-Zellen) untersucht. Es wurden umfangreiche Unterschiede in der Virulenz und Persistenz zwischen den Mutanten festgestellt. Insbesondere solche Mutanten, denen Gene fehlen, deren Funktion mit Aminosäure-Transport und Toxin-Produktion assoziiert werden, zeigen veränderte Pathogen-Host-Interaktionen. Auch scheinen einige mit dem Eisenerwerb assoziierte Gene für das Überleben in Wirtszellen essentiell zu sein.